2023届四川省成都市蓉城名校联盟高三下学期第三次联考理综物理试题

2023届四川省成都市蓉城名校联盟高三下学期第三次联考理综物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．如图为氢原子的能级示意图。处于能级的一群氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子再照射到逸出功为3.7eV的某金属板上。则（　　）

A．共有3种不同频率的光子能使金属板发生光电效应

B．共有6种不同频率的光子能使金属板发生光电效应

C．从金属板逸出的光电子的最大初动能为12.75eV

D．向低能级跃迁的氢原子越多，从金属板逸出的光电子的最大初动能越大

2．火星是太阳系中与地球最相似的行星，“天问一号”探测器成功着陆火星，极大地提高了国人对火星的关注度。若火星可视为均匀球体，已知火星两极的重力加速度大小为g，火星半径为R，火星自转周期为T，万有引力常量为G，则可估算出（   ）

A．火星的质量为

B．火星的密度为

C．火星的第一宇宙速度为

D．火星同步卫星到火星表面的高度为

3．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为，灯泡和正常发光时的电阻相等，的额定电压为10V。当a、b端接入的交流电时，理想电流表A的示数为1A，两灯泡恰好都正常发光。下列说法正确的是（　　）

A．通过灯泡和的电流方向每秒改变2N次

B．灯泡和的额定功率相等

C．

D．N值越大，越容易观察到灯泡和的闪烁现象

4．高压清洗广泛应用于汽车清洁、地面清洁等。某高压水枪出水口直径为d，水从枪口高速喷出后，近距离垂直喷射到某物体表面且速度在短时间内由v变为零，忽略水从枪口喷出后的发散效应，水的密度为ρ。则水在物体表面产生的平均冲击力大小为（　　）

A． B． C． D．

5．如图，质量为m的长木板静止在粗糙的水平地面上，质量为3m且可视为质点的物块以水平向右的初速度从左端冲上木板，最终两者均静止且物块仍在木板上。物块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列判断正确的是（　　）

A．若，则木板长度至少为

B．若，则木板长度至少为

C．若，则在整个运动过程中，地面对木板的摩擦力的冲量大小为

D．若，则在整个运动过程中，地面与木板间因摩擦产生的热量为

二、多选题

6．国之重器歼-20完成某次任务后，关闭发动机降落至跑道并打开减速伞，直至速度减为零。若该机落地时（设为时刻）具有水平速度，此后始终沿直线运动，经时间停止，其v-t图像如图所示。则（　　）

A．时刻，该机的加速度大小一定等于

B．0~时间内，该机发生的位移小于

C．0~时间内，该机受到的阻力逐渐增大

D．0~时间内，该机克服阻力做功的功率逐渐减小

7．如图，电荷量分别为＋Q和－Q（Q > 0）的点电荷固定在正四面体的两个顶点a、b上，c、d是四面体的另外两个顶点，E、F、G、H分别是ab、bc、ca、cd的中点，选无穷远处为零电势点。则（   ）

A．E点的电场强度为零

B．E、H两点的电势均为零

C．c、d两点的电场强度大小相等、方向相同

D．将一检验正电荷从G点移到F点，电荷的电势能增大

8．如图，电阻不计的光滑金属导轨由直窄轨AB、CD，直宽轨EF、GH和连接直轨BE、GD构成，整个导轨处于同一水平面内，，BE和GD共线且与AB垂直，窄轨间距为，宽轨间距为L。空间有方向竖直向上的匀强磁场，宽轨所在区域的磁感应强度大小为B，窄轨所在区域的磁感应强度大小为2B。棒长均为L、质量均为m、电阻均为R的金属直棒a、b始终与导轨垂直且接触良好。初始时刻，b棒静止在宽轨上，a棒从窄轨上某位置以平行于AB的初速度向右运动。a棒距窄轨右端足够远，宽轨EF、GH足够长。则（　　）

A．a棒刚开始运动时，b棒的加速度大小为

B．经过足够长的时间后，a棒的速度大小为v0

C．整个过程中，通过回路的电荷量为

D．整个过程中，b棒产生的焦耳热为

三、实验题

9．某同学按图（a）所示电路图，把满偏电流为10mA、内阻为20Ω的表头G改装为双量程电压表，并进行校准。

（1）该改装表有5V挡和15V挡两个挡位，则定值电阻=___________Ω，___________Ω。

（2）用量程为15V的标准电压表对改装表15V挡进行校准，若表头G的指针位置如图（b）所示，则此时改装表的电压示数为___________V。

10．某同学“探究合外力做功与动能变化的关系”的实验装置如图（a）所示，光电门A、B相距L固定于木板上，小车（含宽度为d的遮光条）质量为M，每个钩码的质量均为m，当地重力加速度大小为g。

实验关键步骤如下：

①按图（a）安装好仪器，调节滑轮高度，使连接小车的轻绳平行于木板，绕过滑轮，挂上钩码；

②记录钩码个数n，调节斜面倾角，使小车经过光电门A、B的时间相等，实现小车沿斜面匀速运动；

③去掉钩码与轻绳，将小车从光电门A的右侧任意位置静止释放，记下此次小车分别经过两个光电门的时间和；

④增加钩码个数，并重复②③步骤；

⑤记录数据，整理仪器。

（1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d时，其示数如图（b）所示，则d＝___________mm；小车经过光电门B时，小车速度大小的表达式为＝___________（用题中相关字母表示）。

（2）若某次实验使用了n个钩码，则去掉钩码与轻绳后，小车下滑中所受的合外力大小为＝___________（用题中相关字母表示）。

（3）该实验_______（填“需要”或“不需要”）；斜面摩擦力对实验系统误差_____（填“有”或“无”）影响。

（4） 多次实验获得多组数据后，为了直观简洁地分析问题，该同学以钩码个数n为横坐标，做出的图线如图（c）所示，分析可知图线的斜率k＝___________（用M、m、L、d、g表示）。

四、解答题

11．游乐场的过山车项目，虽惊险刺激，但安全事故时有发生，若游客未系好安全带，后果将不堪设想。如图所示为某同学进行的模拟探究：过山车轨道均在竖直平面内，一质量为的游客乘坐过山车从左边第一个峰点P静止出发，无动力沿轨道运动，先后经过半径为的圆轨道最低点A和半径为的圆轨道最高点B。已知P、A的高度差为，A、B的高度差为，两圆轨道之间是与圆轨道分别相切的倾斜直轨道，游客可视为质点，不计摩擦阻力和空气阻力，重力加速度大小取。

（1）求游客在A点对座椅的压力大小；

（2） 若游客未系安全带，则他可能在半径为的圆轨道上某处抛出。试通过计算判断游客能否沿轨道到达B点。

12．如图，xOy是竖直平面内的直角坐标系，坐标原点O处有一绝缘弹性挡板（图中未画出，不计挡板大小），a、b是质量均为m的金属小球，电荷量为）的a球在第一象限的P点以速度沿y轴负方向射出后，恰好以沿x轴负方向的速度与静止在挡板上的不带电b球发生时间极短的弹性正碰，碰后两球的电荷量均为。已知在x>0区域有与x轴负方向成角斜向上的匀强电场；在区域有沿y轴正方向的匀强电场和垂直于坐标平面向外的匀强磁场，其中场强大小分别为、。两球均视为质点，忽略碰后a球所受的电场力，重力加速度大小为g，。

（1）求P点的位置坐标；

（2）若要b球从x区域返回时与a球相撞，求磁感应强度的大小B。

五、多选题

13．下列说法正确的是（　　）

A．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果

B．液体中的悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显

C．一定质量的理想气体克服外界压力膨胀，且过程中不吸热也不放热，则内能一定减小

D．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大

E．两个分子间的距离由很远（）减小到很难再靠近的过程中，分子势能不断增大

六、解答题

14．如图，在竖直放置的圆柱形容器内，用横截面积为S、质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动。将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底部的距离为；当外界空气的温度缓慢升高至某值时，活塞上升高度d再次达到平衡，此过程气体从外界吸收的热量为Q。重力加速度大小为g。求：

（1）活塞再次平衡时，外界空气的温度；

（2）升温过程中，密闭气体增加的内能。

七、填空题

15．一列简谐横波以2m/s的速度沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示。则：波的周期为___________s；处的质点在时刻的位移为___________cm；处的质点从时刻开始，至少经___________s回到波峰。

八、解答题

16．如图（a），一透明圆锥体水平放置，底面圆心在O点，半径为R，纵截面ABC为等腰三角形，顶角，介质的折射率为，O点与圆锥体上方水平放置的圆形光屏MN的距离为，一束环形单色光竖直向上照射在AB面上；光照在圆锥底面环形区域的俯视图如图（b），其中内圆P的半径为R，外圆Q的半径为R。真空中的光速为c，不考虑光线在介质中的多次反射。求：

（i）内圆P边界处的光线到达AC面经过的时间t；

（ii）光屏MN上被照亮的面积S。

参考答案：

1．A

【详解】AB．由爱因斯坦光电效应方程

可知，光电效应发生的条件是

辐射出的光子共有

6种

其能量分别为12.75eV，12.09eV，10.2eV，2.55eV，1.89eV，0.66eV，而金属的逸出功为3.7eV，所以共有3种不同频率的光子能使金属板发生光电效应，A正确，B错误；

C．从金属板逸出的光电子的最大初动能为

C错误；

D．逸出的光电子的最大初动能与跃迁的氢原子数目无关，D错误。

故选A。

2．B

【详解】A．假设有一颗卫星以周期环绕火星表面做匀速圆周运动，则由万有引力定律有

解得火星质量

但火星的自转周期T ≠ T0，A错误；

B．由

解得火星密度

B正确；

C．火星的第一宇宙速度

同理，因T ≠ T0，所以火星的第一宇宙速度不是，C错误；

D．设火星同步卫星到火星表面的高度为h，由

解得

D错误。

故选B。

3．C

【详解】A．根据a、b端接入的交流电的瞬时表达式，可知输入电压的频率

故通过灯泡的电流频率为0.5N，一个周期内电流方向改变两次，故通过灯泡的电流方向每秒改变N次，A错误；

B．根据原副线圈匝数与电流的关系

得

两灯均正常发光且电阻相等，由

得

B错误；

C．由

即

得

由

可得变压器输入电压的有效值

故a、b端电压的有效值

故

C正确；

D．N值越大，即频率f越大，越不易观察到灯泡的闪烁现象，D错误。

故选C。

4．D

【详解】水在时间△t内速度由v减为零，△t内喷射到物体表面的水的质量为

以这部分水为研究对象，设物体表面对水的平均作用力大小为F，以水流速度方向为正方向，由动量定理有

解得

由牛顿第三定律可知，水在物体表面产生的平均冲击力大小为

ABC错误，D正确。

故选D。

5．D

【详解】A．若，则木板所受地面的最大静摩擦力为

所受物块的滑动摩擦力为

，

故木板不动，对物块由动能定理有

解得

故A错误；

BCD．若，则，木板将先向右做匀加速直线运动直至达到共同速度v，此后两者一起做减速运动直至停止，对过程一，由牛顿第二定律，物块、木板的加速度大小分别为

，

由运动学规律有

解得

，

故相对滑动的距离，即木板最短长度为

木板发生的位移为

对过程二，设时间为，位移为，两者的加速度大小为

由

，

解得

，

故在整个运动过程中，地面对木板的摩擦力冲量大小为

地面与木板间因摩擦产生的热量为

故BC错误，D正确。

故选D。

6．BD

【详解】A．根据加速度的定义式

故时刻，该机的加速度大小数值上等于过曲线P点的切线斜率的绝对值，根据题目所给数据不能确定的绝对值等于，A错误；

BC．由图像可知，0~时间内，曲线的斜率随时间逐渐减小，故加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律

可知阻力逐渐减小，由图线与坐标轴所围“ 面积” 表示位移，可知该机发生的位移小于，B正确，C错误；

D．0~时间内，该机的速度v、所受阻力f均在减小，由

可知该机克服阻力做功的功率逐渐减小，D正确。

故选BD。

7．BC

【详解】A．在E点，＋Q和－Q的场强方向均由a点指向b点，故合场强不为零，A错误；

B．过中点E且与＋Q和－Q连线垂直的平面为等势面，H点也在该等势面上，且零电势点在无穷远处，E、H两点的电势均为零，B正确；

C．因正四面体的边长均相等，故＋Q和－Q独自在c、d两点产生的场强大小相等，进一步分析知，在c、d两点，＋Q和－Q的场强方向的夹角均为120°，由平行四边形定则可得：c、d两点的合场强大小相等、方向均平行于ab向右，C正确

D．因G点电势高于F点，故将检验正电荷从G点移到F点，电势能减小，D错误。

故选BC。

8．AC

【详解】A．a棒刚开始运动时，回路电动势

回路总电阻

由

，

可得b棒的加速度大小为

故A正确；

B．分析知，a棒、b棒向右分别做加速度减小的减速和加速运动，回路电动势

当后，，两棒均做匀速运动，对两棒组成的系统，合外力

系统动量守恒，有

故经过足够长的时间后，a棒的速度大小为，故B错误；

C．整个过程，对b棒由动量定理有

可得通过回路的电荷量为，故C正确；

D．整个过程，对系统由能量守恒定律有

解得

故b棒产生的焦耳热为

故D错误。

故选AC。

9．     480     1000     11.4

【详解】（1）[1][2]接1时为5V挡，则

解得

接2时为15V挡，则

解得

（2）[3]改装表的电压示数为

10．     0.730          nmg     不需要     无    

【详解】（1）[1]螺旋测微器需要估读，分度值为0.01mm，需要估读到分度值的下一位，故

[2]小车经过光电门的时间很短，可认为平均速度等于瞬时速度，故

（2）[3]挂钩码时小车匀速运动，撤去钩码后，小车所受合外力大小等于撤去钩码的重力大小，故小车所受合外力大小为

（3）[4] [5]本实验利用平衡法得到小车所受合外力，故不需要，斜面对小车的摩擦力对小车也无影响。

（4）[6]本实验探究的关系式为

即

故斜率

11．（1）；（2）不能到达B点，见解析

【详解】（1）游客从P点到A点，由机械能守恒定律有

在A点，游客受重力和座椅支持力作用，由牛顿第二定律有

联立求解并代入数据得

由牛顿第三定律解得游客在A点对座椅的压力大小为

（2）假设游客能从P点经A点到B点，由机械能守恒定律有

代入数据可得游客在B点的速度为

在B点，由牛顿第二定律有

代入数据得

因，假设不成立

游客将在B点左侧圆轨道上某处抛出，不能到达B点

12．（1）（，）；（2）

【详解】（1）从P点到O点，a球受重力、电场力作用做曲线运动，将力和运动分解在x、y方向

由牛顿第二定律，在x方向有

在y方向有

可得

即a球在x方向做匀加速运动（设与b球碰撞前的速度为v），在y方向做匀减速运动直至速度减为零

由运动学规律，在x方向有

在y方向有

解得

故：P点的位置坐标为P（，）

（2）在O点，a、b发生弹性正碰，由题设条件，根据动量守恒定律和能量守恒定律可知，碰撞后a、b速度互换，即a球静止，b球的速度变为（或列出两个守恒方程，得出b球速度为）如图所示，在xn＜0区域，b球先做平抛运动，设末速度为，与x轴负方向的夹角为θ

在x方向有

在y方向有

解得

故

在正交电、磁场区域

故b球做匀速圆周运动，离开正交电、磁场区域后，b球做抛体运动直至撞击a球，可知

由几何关系可知，b球做匀速圆周运动的半径为

由牛顿第二定律有

解得

13．ACD

【详解】A．太空中水滴成球形，是液体表面分子间距离大于平衡位置的距离，分子间体现为相互吸引的作用力，这就是表面张力，A正确；

B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，受力就越趋于平衡，布朗运动就越不明显，B错误；

C．根据热力学第一定律有

因为过程中既不吸热也不放热

Q＝0

又因为体积膨胀，所以气体对外做功

W＜0

故

气体内能将减小，C正确；

D．温度升高，分子热运动的平均动能增大，但不意味着每个分子的动能都增大，D正确；

E．将一个分子从无穷远处无限靠近另外一个分子的过程中，分子力先表现为引力，做正功，后表现为斥力，做负功，所以分子势能先减小后增大，E错误。

故选ACD。

14．（1）；（2）

【详解】（1）升温过程中，容器内气体发生等压变化，初、末态体积分别为

，

由盖·吕萨克定律，有

解得外界空气的温度为

（2）活塞上升过程中，活塞受重力、外界大气压力和容器内气体压力作用处于平衡状态，由平衡条件有

故容器内气体对外界做的功为

根据热力学第一定律有

15．     4     -20     /1.5

【详解】[1]由图可知，波长，故周期

[2]处的质点在时刻的振动沿y轴负方向

故质点在时刻恰好在波谷，位移

[3]时刻，处的质点的位移为，振动沿y轴正方向，若以此时刻为计时起点，该质点的振动方程为

要再次回到波峰，则有

即

解得

16．（i）；（ii）

【详解】（i）设内圆P、外圆Q边界处的光线到达AC面的位置分别为D、E，光路如图所示

由数学知识可得

故

光在介质中的速度

解得

（ii）光在AC面的入射角为、

由折射定律可知

解得折射角为

由数学知识可得出射光线与竖直面的夹角为

E、D到光屏的距离分别为

E、D到出射光在光屏上的落点G、F的水平距离分别为

落点G、F到点的距离分别为

BC面与AC面出射的光具有对称性，两边光线恰好重叠，形成的圆形光斑半径为

解得